多路音頻光端機的設(shè)計與研究

劉化建

【摘要】 隨著社會的不斷發(fā)展，信息化程度不斷提高，人們對于通信的依賴程度越來越高。因此，光纖通信技術(shù)得到了很大的發(fā)展和進步，并以其抗電磁干擾能力強、傳輸距離長、通信容量大等優(yōu)點，取得了越來越廣泛的應(yīng)用。在技術(shù)發(fā)展和市場需求的情況下，多路音頻光端機應(yīng)運而生，最為光通信系統(tǒng)中的終端設(shè)備，其作用是傳輸通信數(shù)據(jù)和進行光電轉(zhuǎn)化。目前，在視頻傳輸、工業(yè)控制、監(jiān)控、電力、電信等領(lǐng)域，多路音頻光端機都有著十分廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 多路音頻光端機設(shè)計與研究

前言：在我國相關(guān)領(lǐng)域當(dāng)中，光端機已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年的應(yīng)用和發(fā)展。隨著科技的不斷進步和市場需求的逐漸提高，光端機的相關(guān)技術(shù)也取得了很大的進展。在光通信系統(tǒng)當(dāng)中，光端機是一個極其重要的傳輸線設(shè)備，在建立和維護光通信當(dāng)中，起著至關(guān)重要的作用，主要用來進行音頻、以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)、視頻等信息的綜合傳輸。本文主要對多路音頻光端機的設(shè)計進行了研究。

一、光發(fā)射機的設(shè)計

1、輸入電路。在輸入電路中，主要包括均衡器、碼型變換、信號擾碼、時鐘提取、線路編碼等項目。其中，均衡器會對PCM端機傳送來的信號進行均衡，補償畸變和衰減，便于后續(xù)的正確譯碼。然后碼型變換電路對均衡器輸出的信號進行碼型變換，使其變?yōu)闅w零碼。此后，信號擾碼電路能夠?qū)⑦^長的0和l有規(guī)律的進行打破，方便進行時鐘提取。然后由時鐘提取電路對時鐘信號進行提取。最后，經(jīng)過新路編碼，使前面輸出的信碼流能夠符合基本的使用要求。

2、電光轉(zhuǎn)換電路。電光轉(zhuǎn)換電路將電信換轉(zhuǎn)換為光信號，并將其傳人光纖當(dāng)中。其中，光源驅(qū)動電路是光發(fā)送盤的核心，利用經(jīng)過編碼的數(shù)字信號，對發(fā)光器件的發(fā)光強度進行調(diào)解，完成電光變換。同時，發(fā)送盤還具有自動溫度控制電路和自動光功率控制電路，保證工作溫度和光功率的輸出穩(wěn)定，穩(wěn)定波長和輸出功率。除此之外，發(fā)送盤當(dāng)中還存在著一些輔助電路，例如光源過流保護電路、無光告警電路、LD偏流告警等，維護多路音頻光端機的正常運行。

二、光接收機的設(shè)計

1、光電變換。在光接收機中，光電變換是最主要的結(jié)構(gòu)。光電檢波器接收到光纖當(dāng)中傳來的已調(diào)光波信號，并將其解調(diào)形成電信號，再經(jīng)過放大處理，將信號還原。光纖輸出的光信號比較微弱，因此能夠有效的將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。同時，光電檢波器應(yīng)當(dāng)具有響應(yīng)速度快、噪聲低、響應(yīng)度高、電流損耗小、偏置電壓低、體積小等優(yōu)勢。2、放大器。光接收機包含前置放大器和主放大器，前置放大器和光電監(jiān)測器相連接，它能夠?qū)⑽⑷醯碾娦盘栠M行放大，從而保障光接收機判決電路工作正常。主放大器對前置放大器輸出的信號進一步放大，提供足夠的增益，是信號滿足判決要求。此外，還能夠自動控制增益，擴大接收機的動態(tài)范圍。3、均衡濾波電路。在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳輸?shù)焦舛藱C進行調(diào)制的數(shù)字信號是一系列的矩形脈沖，根據(jù)信號分析可知，其具有無窮的帶寬。調(diào)至之后的脈沖通過光端機進行輸出，然后需要經(jīng)過放大器、光電檢測器、光纖等。但是，由于這些部件帶寬有限，因此只能容許允許有效頻率分量通過其中。4、判決器和時鐘恢復(fù)電路。判決器是由判決電路和碼形成的電路構(gòu)成，脈沖再生電路是由時鐘恢復(fù)電路和判決器共同構(gòu)成，其作用是將放大器輸出的升余弦波形信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。先從升余弦波形當(dāng)中將時鐘進行提取，然后確定判決時刻。位移后的時鐘信號取樣升余弦波形，與判決閥值相比，最后進行還原。5、自動增益控制。自動增益控制就是通過環(huán)路反饋對放大器的增益進行控制，如果信號較強，增益通過環(huán)路反饋就會降低，如果信號弱，增益通過環(huán)路反饋則會提升。這樣，就能夠穩(wěn)定送達(dá)判決器的信號，達(dá)到判決的目的。而自動增益能夠?qū)⒐饨邮諜C的動態(tài)范圍擴大，保證其恒定輸出。6、解碼、解擾碼電路。要提高光纖當(dāng)中信碼流的傳輸質(zhì)量，要對光發(fā)射機輸出的信號進行擾碼和編碼處理，光纖將信號傳輸?shù)浇邮諜C，進而傳輸?shù)絇CM系統(tǒng)當(dāng)中。此時，需要將以上經(jīng)過處理的信號進行復(fù)原處理，進行解碼和解擾碼，這樣，就能夠獲得符合要求的信號輸出。7、輔助電路。在光接收機當(dāng)中，除了上述主要的部分之外，還有一些輔助電路，為其運行提供幫助，主要包括鉗位電路、溫度補償電路、告警電路等。判決器前面加上鉗位電路，能夠?qū)獠ǖ牡撞窟M行鉗制，使其在電位上固定。如果光接收機溫度改變，將會影響接收機的靈敏度，因此，應(yīng)當(dāng)加裝溫度補償電路。此外，如果光接收機出現(xiàn)光信號過弱或無光信號輸出的時候，需要告警電路進行告警輸出和提示，以及時采取應(yīng)對措施。

結(jié)論：多路音頻光端機是光通信領(lǐng)域當(dāng)中一個十分重要的終端設(shè)備，其具有靈活性高、升級方便、實時傳輸效果好、工作穩(wěn)定等多種優(yōu)勢，即可應(yīng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和安防系統(tǒng)，也可以用于進行光纖通信的實驗和教學(xué)。在多路音頻光端機的設(shè)計當(dāng)中，主要分為光發(fā)射機和光接收機兩個大項應(yīng)根據(jù)光纖通信的特點，分別進行合理的設(shè)計，以確保多路音頻光端機作用的正常發(fā)揮。